حسین نجات بخش
-
صفحات غیر همسانگرد1 مورد استفاده در سازه های کامپوزیتی در معرض کمانش های موضعی ازجمله کمانش فشاری قرار دارند. در فرآیند طراحی و ساخت اغلب سازه های بزرگ و یا سازه ها با هندسه پیچیده، اتصالات در سازه گریزناپذیر است. امروزه اتصالات چسبی به دلیل برخی مزیت ها نسبت به اتصالات مکانیکی کاربرد گسترده ای در اتصال سازه های کامپوزیتی پیدا کرده است. در این مقاله به بررسی پدیده کمانش صفحات چندلایه مستطیلی غیر همسانگرد متصل شده با چسب پرداخته شده است و اثرات نیرویی لایه چسب تحت شرایط بارگذاری کمانشی بررسی شده است. به منظور به دست آوردن بارهای بحرانی کمانش تحت شرایط مرزی مختلف از روش مربعات دیفرانسیلی تعمیم یافته2 استفاده شده است. تحلیل کمانش بر مبنای روابط تئوری تغییر شکل برشی مرتبه اول2 برای مواد کامپوزیت کربن/اپوکسی، شیشه/اپوکسی و کولار/اپوکسی با لایه چینی های مختلف ارائه شده است. اثر ضخامت و جنس چسب به عنوان لایه اتصال بررسی شده است. در صفحات از یک نوع لایه چینی، صفحات از جنس کربن اپوکسی دوجهته استحکام کمانشی بالاتری را از خود نشان می دهند و به صورت کلی هر چه نسبت طول به عرض صفحات بیشتر شود، استحکام کمانشی افزایش می یابد. در اتصالات با نتایج به دست آمده با استفاده از روش آنالیز اجزای محدود در نرم افزار آباکوس4 مقایسه شده اند.
کلید واژگان: کمانش فشاری، صفحات کامپوزیتی، اتصال لب به لب5، اتصال چسبی، روش مربعات دیفرانسیلی تعمیم یافتهOrthotropic plates used in composite structures are subject to local buckling, including compressive buckling. In the process of designing and building most large structures or instruments with complex geometry, joints in the structure are unavoidable. Today, adhesive joints are widely used in connecting composite structures due to some advantages over mechanical joints. In this article, the buckling phenomenon of orthotropic rectangular multilayer plates connected with glue has been investigated, and the force effects of the glue layer under buckling loading conditions have been studied. In order to obtain the critical buckling loads under different boundary conditions, the generalized differential quadrature method (GDQM) has been used. Buckling analysis is presented based on first-order shear deformation theory (FSDT) for carbon/epoxy, glass/epoxy and Kevlar/epoxy composite materials with different porcelain layers. The effect of thickness and type of the adhesive as a bonding layer has been investigated. In plates made of a type of porcelain layer, two-way carbon epoxy plates show higher buckling strength, and in general, the higher the ratio of length to width of the plates is, the higher the buckling strength will be. In the connections, the obtained results have been compared with the results from the finite element analysis in ABAQUS commercial software.
Keywords: Compressive Buckling, Composite Plates, Lap- Joint, Adhesive Joint, GDQM -
تحلیل عددی آسیب و تعیین استحکام نهایی سازه های بزرگ و در ابعاد واقعی از تحلیل های پیچیده و زمان بر است. لذا استفاده از مدل آسیب ساده و در عین حال دقیق از اهمیت خاصی برخوردار است. در این تحقیق به آزمایش و تحلیل عددی آسیب در سازه بال کامپوزیتی یک پرنده خاص در مقیاس واقعی در بارگذاری خمشی پرداخته شد. جهت بررسی کامل تر نتایج تست، استخراج داده های بیشتر در مورد نحوه ایجاد آسیب و همچنین برآورد استحکام سازه، سازه بال با جزییات سازه ای شامل اسپارها و ریب ها و همچنین تاثیر پچ های اتصال در نرمافزار اجزا محدود آباکوس مدلسازی شد و مورد تحلیل آسیب با استفاده از زیربرنامه USDFLD قرار گرفت. این زیربرنامه پس از شروع آسیب، خواص مکانیکی را به صورت ناگهانی جهت شبیهسازی فرآیند رشد آسیب کاهش میدهد. بررسی نتایج تحلیل عددی و تجربی نشان داد که مدل آسیب استفاده شده با دقت مناسب می تواند رفتار مکانیکی سازه بال را شبیه سازی کند. از بررسی نتایج مشخص گردید که مدل عددی و سازه کامپوزیتی بال سفتی یکسانی دارند؛ ولی استحکام بال تحلیل شده کمتر از استحکام نهایی مشاهده شده در تست خمش میباشد. مقایسه نتایج کرنش سنج ها با نتایج حاصل از تحلیل آسیب نیز نشان می دهد مدل سازی سازه با جزییات لایه چینی درست انجام شده و مدل آسیب نیز با دقت مناسب در نرم افزار اجرایی شده و رفتار سازه را پیش بینی می کند. لذا به نظر می رسد این مدل آسیب برای تحلیل آسیب سازه های کامپوزیتی واقعی و بزرگ با سرعت و دقت مناسب قابل استفاده است.کلید واژگان: بال کامپوزیتی، آزمایش خمش، کرنش سنج، تحلیل آسیب، اجزا محدودNumerical analysis of damage of large structures in real dimensions is a complex and time-consuming analysis. Therefore, it is important to use a simple and accurate damage model. In this research, the test and numerical analysis of damage in the composite wing structure of an airplane in real scale in bending loading was done. For a more complete review of the test results, extracting more data about the way of causing damage and also estimating the strength of the structure, the wing structure including spars and ribs, as well as the effect of fabric patches in the finite element software ABAQUS was modeled and subjected to damage analysis using USDFLD subroutine. After the initiation of damage, this subroutine reduces the mechanical properties suddenly. Examining the results of numerical and experimental analysis showed that the used damage model can accurately simulate the mechanical behavior of the wing structure. From the results, it was found that the numerical model and the composite wing structure have the same stiffness; but the strength of the analyzed wing is lower than the final strength observed in the bending test. Comparing the results of the strain gauges with the results of the analysis also shows that the modeling of the structure with the layup details is done correctly and the damage model is implemented with appropriate accuracy in the software. Therefore, it seems that, this damage model can be used for damage analysis of real and large composite structures with appropriate speed and accuracyKeywords: Composite wing, Bending test, Strain gauge, Damage Analysis, Finite element
- در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو میشود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشتههای مختلف باشد.
- همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته میتوانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
- در صورتی که میخواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.